IO (SATELLIITTI): OMINAISUUDET, KOOSTUMUS, KIERTORATA, LIIKE, RAKENNE - ARTE - 2025

Io on osa neljää Galilean satelliittia (Io, Europa, Ganymede, Callisto), joita niin kutsuttiin, koska Galileo Galilei löysi ne vuonna 1610 alkeellisella kaukoputkella, jonka hän itse rakensi.

Se on Galilean satelliiteista kolmanneksi suurin ja jäljelle jäävistä 75 Jupiter-satelliitista. Kiertoradan säteen mukaan se on viides satelliitti ja ensimmäinen Galileanista. Sen nimi on peräisin kreikkalaisesta mytologiasta, jossa Io oli yksi monista neitoista, joiden kanssa jumala Zeus, jota Rooman mytologiassa kutsutaan myös Jupiteriksi, rakastui.

Kuva 1. Io on osa neljää satelliittia, jotka Galileo Galilei löysi vuonna 1610, ja neljästä se on lähinnä planeettaa. (wikimedia Commons).

Io on kolmasosa maapallon halkaisijasta ja suunnilleen satelliittimme Kuun kokoinen. Verrattuna muihin aurinkokunnan satelliitteihin, Io on koon 5. sijalla, jota edeltää Kuu.

Ion pinnalla on vuorijonot, jotka erottuvat laajoista tasangoista. Vaikutuskraattereita ei havaita, mikä osoittaa, että niiden suuri geologinen ja vulkaaninen aktiivisuus on poistanut, ja niitä pidetään aurinkokunnan suurimpana. Sen tulivuoret tuottavat rikkiyhdisteiden pilviä, jotka nousevat 500 km pinnan yläpuolelle.

Sen pinnalla on satoja vuoria, jotkut korkeammat kuin Mount Everest, jotka on muodostettu satelliitin voimakkaan tulivuuden vuoksi.

Ion löytö vuonna 1610 ja muut Galilean satelliitit muuttivat näkymäämme asemaan maailmankaikkeudessa, koska tuolloin meidän ajateltiin olevan kaiken keskipiste.

Tutkimalla "muita maailmoja", kuten Galileo kutsui satelliitteja, jotka pyörivät Jupiterin ympärillä, Copernicuksen ehdottamasta ajatuksesta, että planeettamme pyörii Auringon ympäri, tuli enemmän toteutettavissa olevaa ja tunnettavissa olevaa.

Joon ansiosta tanskalainen tähtitieteilijä Ole Christensen Rømer teki ensimmäisen valonopeuden mittauksen vuonna 1676. Hän tajusi, että Jupiterin suorittama Ion pimennys oli 22 minuuttia lyhyempi, kun maa oli lähempänä Jupiteria kuin kun se oli kauimmassa pisteessä.

Siihen aikaan kului valon kuljettaminen maapallon kiertoradan halkaisijaan, josta Rømer arvioi valon nopeudelle 225 000 km / s, 25% vähemmän kuin tällä hetkellä hyväksytty arvo.

Io: n yleiset ominaisuudet

Kun Voyager-operaatio lähestyi Jovian-järjestelmää, se löysi Io: sta kahdeksan purkautuvaa tulivuoria, ja vaikka Galileo-operaatio ei päässyt liian lähelle satelliittia, se toi esiin erinomaiset erottelukykykuvat tulivuorista. Vähintään 100 purkautuvaa tulivuoria havaitsi tämän anturin.

Kuva 2. Io: n pinta näyttää Galileo-koettimen valokuvien laajoilla tasangoilla ja runsailla tulivuoreilla todellisissa väreissä. Lähde: NASA.

Io: n tärkeimmät fyysiset ominaisuudet ovat:

- Sen halkaisija on 3 643,2 km.

- Massa: 8,94 x 10 ²² kg.

-Average tiheys 3,55 g / cm ³.

-Pinnan lämpötila: (ºC): -143 - -168

- Painovoiman kiihtyvyys sen pinnalla on 1,81 m / s ² tai 0,185 g.

-Kiertoaika: 1d 18h ​​27,6m

-Käännösjakso: 1d 18h ​​27,6m

- Ilmakehä koostuu 100% rikkidioksidista (SO2).

Yhteenveto Io: n pääominaisuuksista

Sävellys

Io: n merkittävin ominaisuus on keltainen väri, joka johtuu pääasiassa tulivuoren pinnalle laskeutuneesta rikkiä. Tästä syystä, vaikka jättiläinen Jupiterin houkuttamat meteoriittien aiheuttamat vaikutukset ovat usein, ne poistetaan nopeasti.

Basalttien uskotaan olevan runsaasti satelliitissa, kuten aina, väriltään rikkipitoisilla keltaisilla.

Sulatettuja silikaatteja on vaipassa runsaasti (ks. Alla sisäinen rakenne), kun taas kuori koostuu jäädytetystä rikistä ja rikkidioksidista.

Io on aurinkokunnan tihein satelliitti (3,53 g / cm3) ja on verrattavissa kallioisiin planeettoihin. Vaipan silikaattikivi ympäröi sulan rautasulfidin ydintä.

Lopuksi, Io-ilmapiiri koostuu lähes 100% rikkidioksidista.

ilmapiiri

Spektrianalyysit paljastavat rikkidioksidin ohuen ilmakehän. Vaikka sadat aktiiviset tulivuoret kiertävät tonnia kaasuja sekunnissa, satelliitti ei pysty pitämään niitä alhaisen painovoiman takia, eikä satelliitin poistumisnopeus ole kovin suuri.

Lisäksi ionin atomit, jotka lähtevät Ion läheisyydestä, ovat Jupiterin magneettikentän ansaalla, muodostaen eräänlaisen munkin kiertoradallaan. Juuri nämä rikki-ionit antavat pienelle ja lähellä olevalle satelliittille Amalthea, jonka kiertorata on alle Ion, punaisenvärisen.

Ohuen ja ohuen ilmakehän paine on erittäin alhainen ja sen lämpötila on alle -140ºC.

Ion pinta on ihmisille vihamielinen sen alhaisten lämpötilojen, myrkyllisen ilmakehän ja valtavan säteilyn takia, koska satelliitti on Jupiterin säteilyvyöllä.

Ion ilmapiiri haihtuu ja syttyy

Io: n kiertoradan liikkeen takia on aika, jolloin satelliitti lakkaa vastaanottamasta Auringon valoa, koska Jupiter hämärtää sitä. Tämä jakso kestää 2 tuntia ja odotetusti lämpötila laskee.

Tosiasiassa, kun Io osoittaa aurinkoon, sen lämpötila on -143 ºC, mutta kun jättimäinen Jupiter hämärtää sitä, sen lämpötila voi laskea -168 ºC: seen.

Pimennyksen aikana satelliitin ohut ilmapiiri kondensoituu pinnalle muodostaen rikkidioksidijäätä ja katoaa kokonaan.

Sitten, kun pimennys lakkaa ja lämpötila alkaa nousta, tiivistynyt rikkidioksidi haihtuu ja Ion ohut ilmapiiri palaa takaisin. Tämä on NASA-ryhmän tekemä päätelmä vuonna 2016.

Siten Io-ilmakehää ei muodosta tulivuorien aiheuttamat kaasut, vaan sen sublimoituminen sen pinnalla.

Käännösliike

Io tekee täydellisen vallankumouksen Jupiterin ympärillä 1,7 maapäivän aikana, ja jokainen satelliitin käännös varjostaa isäntäplaneettaan 2 tunnin ajan.

Valtaisen vuorovesivoiman vuoksi Io: n kiertoradan tulisi olla ympyränmuotoinen, mutta näin ei ole, johtuen vuorovaikutuksesta muiden Galilean kuutien kanssa, joiden kanssa he ovat kiertoradalla.

Kun Io täyttää 4, Europa muuttuu 2 ja Ganymede 1. Utelias ilmiö näkyy seuraavassa animaatiossa:

Kuva 3. Ion ja sen sisar-satelliittien: Ganymede ja Europa, kiertoradan resonanssi. Lähde: Wikimedia Commons.

Tämä vuorovaikutus saa aikaan satelliitin kiertoradan tietyn eksentrisyyden laskettuna 0,0041.

Io: n pienin kiertorata (periastrum tai perihelion) on 420 000 km, kun taas suurin kiertorata (apoaster tai aphelion) on 423,400 km, jolloin keskimääräinen kiertosäde on 421 600 km.

Kiertorata on kalteva maapallon kiertotasoon nähden 0,040 °.

Ioa pidetään Jupiterin lähimpänä satelliittina, mutta todellisuudessa sen kiertoradan alla on vielä neljä satelliittia, vaikkakin erittäin pieni.

Io on itse asiassa 23 kertaa suurempi kuin suurin näistä pienistä satelliiteista, jotka ovat todennäköisesti meteoriitteja, jotka ovat juuttuneet Jupiterin painovoimaan.

Pienten kuukausien nimet niiden isäntäplaneetta läheisyyden mukaan ovat: Metis, Adrastea, Amalthea ja Thebe.

Ion kiertoradan jälkeen seuraava satelliitti on Galilean satelliitti: Europa.

Vaikka Eurooppa on hyvin lähellä Ioa, Eurooppa on koostumukseltaan ja rakenteeltaan täysin erilainen. Tämän uskotaan olevan niin, koska pieni kiertoradan säteen ero (249 tuhat km) vähentää vuorovesivoimaa Euroopassa huomattavasti vähemmän.

Io-kiertorata ja Jupiterin magnetosfääri

Io: n tulivuoret puhaltavat ionisoituja rikkiatomeja avaruuteen, jonka Jupiterin magneettikenttä on loukannut, muodostaen plasmajohtimen donitsin, joka vastaa satelliitin kiertorataa.

Se on Jupiterin oma magneettikenttä, joka kuljettaa ionisoitunutta materiaalia Ion ohuesta ilmakehästä.

Ilmiö luo 3 miljoonan ampeerin virran, joka vahvistaa Jupiterin jo nyt voimakasta magneettikenttää yli kaksinkertaiseksi arvoon, joka sillä olisi, jos ei olisi Io: ta.

Pyörivä liike

Oman akselinsa ympärillä oleva kiertoaika osuu satelliitin kiertorataan, jonka aiheuttaa Jupiterin vuorovesivoima, jonka arvo on Jo, sen arvo on 1 päivä, 18 tuntia ja 27,6 sekuntia.

Kiertoakselin kaltevuus on vähäinen.

Sisäinen rakenne

Koska sen keskimääräinen tiheys on 3,5 g / cm ^3, päätellään, että satelliitin sisärakenne on kivinen. Io: n spektrianalyysi ei paljasta veden läsnäoloa, joten jään olemassaolo on epätodennäköistä.

Kerättyihin tietoihin perustuvien laskelmien mukaan satelliitissa uskotaan olevan pieni raudan ydin tai rikin kanssa sekoitettu rauta.

Sitä seuraa syvä ja osittain sulan kivinen vaippa ja ohut, kivinen kuori.

Pinnalla on huonosti tehdyn pizzan värit: punainen, vaaleankeltainen, ruskea ja oranssi.

Kuoren ajateltiin alunperin olevan rikki, mutta infrapunamittaukset paljastavat, että tulivuoret purkautuvat laavaan 1500ºC: n lämpötilassa, mikä osoittaa, että se ei koostu pelkästään rikistä (joka kiehuu 550ºC: ssa), vaan se sisältää myös sulan kiven.

Toinen näyttö kivien esiintymisestä on joidenkin vuorten olemassaolon korkeus, joka toistaa Mount Everestin. Pelkästään rikillä ei olisi voimaa selittää näitä muodostelmia.

Io: n sisäinen rakenne teoreettisten mallien mukaisesti on yhteenveto seuraavassa kuvassa:

Kuva 4. Io: n rakenne. Lähde: Wikimedia Commons.

Io: n geologia

Maapallon tai satelliitin geologista aktiivisuutta ohjaa sen sisätilojen lämpö. Ja paras esimerkki on Io, sisin Jupiterin suurimmista satelliiteista.

Isäntäplaneetan valtava massa on suuri vetovoima meteoriiteille, kuten Shoemaker-Levy 9 muisteli vuonna 1994, mutta Io ei kuitenkaan näytä kraattereita, ja syynä on, että intensiivinen vulkaaninen toiminta poistaa ne.

Iolla on yli 150 aktiivista tulivuoria, jotka kulkevat tarpeeksi tuhkaa hautaamaan iskukraatterit. Ion vulkaanisuus on paljon voimakkaampaa kuin maan ja on koko aurinkokunnan suurin.

Io-tulivuorien purkautumista lisää se, että magmaan liuennut rikki ajaa magmaa paineen vapautuessaan tuhkaa ja kaasua 500 m korkeuteen asti.

Tuhka palaa satelliitin pintaan tuottaen roskikerroksia tulivuorten ympärille.

Jäätyneen rikkidioksidin seurauksena Io: n pinnalla havaitaan vaaleita alueita. Vikojen rakoissa sula suori laava virtaa ja räjähtää ylöspäin.

Kuva 5. New Horizons -anturin ottama sekvenssi, joka osoittaa Ion pinnalla purkautuvan tulivuoren. Lähde: NASA.

Mistä Ion energia tulee?

Kun Io on hiukan suurempi kuin kylmä ja geologisesti kuollut kuu, ihmettelee mistä tämän pienen Jovian satelliitin energia tulee.

Se ei voi olla jäljellä oleva muodostumislämpö, ​​koska Io ei ole tarpeeksi suuri pitämään sitä. Se ei myöskään sisällä sen sisätilojen radioaktiivista hajoamista, koska itse asiassa tulivuortensa hajottama energia kolminkertaistaa helposti säteilylämpöä, jota tällainen kokoinen kehon tulee.

Ion energianlähde on vuorovesivoima, johtuen Jupiterin valtavasta painovoimasta ja sen läheisyydestä siihen.

Tämä voima on niin suuri, että satelliitin pinta nousee ja putoaa 100 m. Kivien välinen kitka tuottaa tämän valtavan lämmön, varmasti paljon suuremman kuin maanpäälliset vuorovesivoimat, jotka tuskin liikuttavat mantereiden kiinteää pintaa muutamalla senttimetrillä.

Io: n jättimäisen vuorovesivoiman aiheuttama valtava kitka aiheuttaa tarpeeksi lämpöä synnyttämään syvien kerrosten sulattamiseksi. Rikkidioksidi höyrystyy, tuottaen riittävän paineen tulivuorien käyttämälle magmalle jäähtyäkseen ja peittämään pinnan.

Vuorovesivaikutus vähenee, kun etäisyys kuorma on etäisyyteen vetovoiman keskipisteeseen, joten tämä vaikutus on vähemmän tärkeä Jupiterista kauempana olevissa satelliiteissa, joissa geologiaa hallitsevat meteoriittit.

Viitteet

1. 20 minuuttia. (2016) Io: n hämärän havaitseminen paljastaa sen salaisuudet. Palautettu: 20minutos.es
2. Kutner, M. (2010) Tähtitiede: Fyysinen näkökulma. Cambridge University Press.
3. Siemenet ja Backman. (2011). Aurinkokunta. Cengagen oppiminen.
4. Wikipedia. Io (satelliitti). Takaisin: es. wikipedia.com
5. Wikipedia. Jupiter-satelliitit. Takaisin: es. wikipedia.com
6. Wikipedia. Galilean satelliitti. Palautettu osoitteesta: wikipedia.com